本發(fā)明涉及一種傳動軸裝置，具體涉及一種航空發(fā)動機領(lǐng)域高速試驗設(shè)備的高速傳動軸裝置。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動機的研制包含各種各樣的地面試驗研究和試驗驗證，離不開試驗設(shè)備的建設(shè)和技術(shù)發(fā)展。隨著航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)不斷朝著高速小型化、集成一體化的方向發(fā)展，試驗設(shè)備的轉(zhuǎn)速越來越高，對地面試驗設(shè)備模擬試驗件的安裝、潤滑、加載、支承、動力輸入等提出了更高的要求。高速軸系的設(shè)計要保證試驗器在高速狀態(tài)下運行平穩(wěn)、可靠，避免出現(xiàn)軸承溫升高、振動大等現(xiàn)象。

現(xiàn)有試驗設(shè)備的高速軸系設(shè)計成亞臨界軸，依靠提高軸系及其支承的剛度提高轉(zhuǎn)速，軸系的設(shè)計難度較大，受剛度制約轉(zhuǎn)速的提高有限，且支承剛度遠大于發(fā)動機上附件傳動系統(tǒng)動力輸入軸的支承剛度，無法實現(xiàn)試驗件支承剛度的模擬。采用彈性元件對軸承施加預(yù)載，對裝配的尺寸控制要求高，調(diào)節(jié)不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計一種在高速狀態(tài)下運行平穩(wěn)、可靠，避免出現(xiàn)軸承溫升高、振動大等現(xiàn)象，并充分模擬試驗件在發(fā)動機上的安裝、潤滑、支承剛度、動力輸入等條件的高速傳動軸裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種傳動軸裝置，用于一試驗設(shè)備傳遞功率和轉(zhuǎn)速至一試驗件，其包括：一傳動軸、一前機閘、一中間機閘及一后機閘。其中，前機閘、中間機閘及后機閘順序連接。所述傳動軸伸入于順序連接的所述前機閘、所述中間機閘及所述后機閘內(nèi)，所述前機閘上設(shè)置有一前軸承，所述后機閘上設(shè)置有一后軸承，所述前軸承與所述后軸承支承所述傳動軸。傳動軸的輸入端連接試驗設(shè)備的高速膜盤聯(lián)軸器，傳動軸的輸出端安裝有齒輪，通過一齒輪傳遞轉(zhuǎn)速和功率至試驗件。傳動軸上設(shè)有一盤狀結(jié)構(gòu)，中間機閘的內(nèi)壁與傳動軸之間的空間被盤狀結(jié)構(gòu)隔成兩個封閉壓力腔，盤狀結(jié)構(gòu)在傳動軸旋轉(zhuǎn)時能夠與中間機閘的內(nèi)壁形成旋轉(zhuǎn)封閉；其中一個封閉壓力腔與前機閘隔開，另一個封閉壓力腔與后機閘隔開，兩個壓力腔均設(shè)置有進氣接頭。

在本發(fā)明的一個實施例中，前機閘上固定有一前彈性支承，一前軸承支承在前彈性支承上。后機閘上固定有一后彈性支承，一后軸承支承在后彈性支承上。

在本發(fā)明的一個實施例中，前機閘、中間機閘及后機閘順序連接后，前機閘、中間機閘及后機閘之間通過定位銷精確定位。前軸承及后軸承所在的安裝孔的軸心線位置處的同軸度不大于0.02mm。

在本發(fā)明的一個實施例中，前軸承為球軸承，述后軸承為滾棒軸承。

在本發(fā)明的一個實施例中，前機閘設(shè)置有內(nèi)部油路和噴嘴，可實現(xiàn)前軸承的潤滑，并通過前彈性支承在徑向上形成擠壓油膜。后機閘設(shè)置有內(nèi)部油路和噴嘴，可實現(xiàn)后軸承的潤滑，并通過后彈性支承在徑向上形成擠壓油膜。

在本發(fā)明的一個實施例中，傳動軸裝置還包括一第一密封環(huán)以及一第二密封環(huán)。第一密封環(huán)間隔前機閘及中間機閘，第二密封環(huán)間隔中間機閘及后機閘。中間機閘的兩個封閉壓力腔，其中一個封閉壓力腔由第一密封環(huán)與前機閘隔開，另一個封閉壓力腔由第二密封環(huán)與后機閘隔開。

在本發(fā)明的一個實施例中，傳動軸的盤狀結(jié)構(gòu)邊緣設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)，傳動軸與第一密封環(huán)對應(yīng)部分設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)，傳動軸與第二密封環(huán)對應(yīng)部分設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個實施例中，盤狀結(jié)構(gòu)的邊緣的篦齒結(jié)構(gòu)與中間機閘的內(nèi)壁的徑向間隙為0.15mm～0.3mm；傳動軸與第一密封環(huán)所對應(yīng)的設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)的部分與第一密封環(huán)的徑向間隙為0.15mm～0.3mm；傳動軸與第二密封環(huán)所對應(yīng)的設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)的部分與第二密封環(huán)的徑向間隙為0.15mm～0.3mm。

在本發(fā)明的一個實施例中，后機閘設(shè)置有端蓋，端蓋采用迷宮密封結(jié)構(gòu)，用于后軸承滑的油腔軸向密封。

在本發(fā)明的一個實施例中，前機閘設(shè)置有調(diào)整墊，用以調(diào)整傳動軸的齒輪與試驗件連接時的齒隙。

本發(fā)明的有益效果在于：首先，本發(fā)明的轉(zhuǎn)動軸裝置中多處采用篦齒結(jié)構(gòu)，將傳動軸與機閘隔成幾個內(nèi)腔，可通過調(diào)節(jié)內(nèi)腔間的空氣壓差，實現(xiàn)軸承軸向預(yù)載，防止軸承高速輕載打滑；其次，傳動軸軸向具有一段盤狀結(jié)構(gòu)，可提供用于實現(xiàn)軸承軸向預(yù)載的受力面積；再次，本發(fā)明采用彈性支承，以形成擠壓油膜進而形成阻尼，并可通過調(diào)整彈性支承的剛度模擬試驗件在發(fā)動機上的支承剛度。實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速下高速傳動軸系平穩(wěn)、可靠的運行，可模擬試驗件在發(fā)動機上的支承、潤滑等真實工況。軸承腔油路密封可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明其中一個實施例的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1傳動軸

2齒輪

3前彈性支承

4鎖緊螺母

5前軸承

6前機匣

7第一密封環(huán)

8中間機匣

9進氣接頭

10第二密封環(huán)

11后機匣

12后軸承

13后彈性支承

14擋圈

15鎖緊螺母

16端蓋

17調(diào)整墊

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，通過本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進行詳細說明，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明進行更明確的了解。需要說明的是，以下實施例所提供的技術(shù)方案及說明書附圖僅供對本發(fā)明進行說明使用，并非用于對本發(fā)明加以限制。其中相同的元件、步驟將以相同的附圖標(biāo)記加以說明。以下實施例及附圖中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件、步驟均已省略而未示出；且附圖中各元件間的尺寸關(guān)系僅為求容易了解，非用以限制實際比例。

以下詳細敘述本發(fā)明的一實施例，從而對本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進行詳細說明，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明進行更明確的了解。

參見圖1，圖1為本發(fā)明的一個實施例的示意圖。在本實施例中，提供一種傳動軸裝置，包括傳動軸1、前機閘6、中間機閘8及后機閘11。其中，前機閘6、中間機閘8及后機閘11順序連接。在本實施例中，各個機閘之間通過螺栓連接固定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要選擇其他連接方式，如焊接、鉚接、榫接等，本發(fā)明并不以此為限。傳動軸1伸入順序連接的前機閘6、中間機閘8及后機閘11中，前機閘6上設(shè)有一前軸承5，后機閘11上設(shè)置有一后軸承12，前軸承5和后軸承12支承傳動軸1。傳動軸1的輸入端連接試驗設(shè)備的高速膜盤聯(lián)軸器，傳動軸的輸出端安裝有齒輪2，通過齒輪2傳遞轉(zhuǎn)速和功率至試驗件。在本實施例中，前軸承5為球軸承，后軸承12為滾棒軸承。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要選擇其他形式的軸承，如法蘭軸承，組合軸承等，本發(fā)明并不以此為限。在本實施例中，前機閘6、中間機閘8及后機閘11順序連接后，前機閘6、中間機閘8及后機閘11之間通過定位銷精確定位，使前軸承5及后軸承12所在的安裝孔的軸心線位置處的同軸度不大于0.02mm。傳動軸1上設(shè)置有一盤狀結(jié)構(gòu)，中間機閘8的內(nèi)壁與傳動軸1之間的空間被盤狀結(jié)構(gòu)隔成兩個封閉壓力腔，盤狀結(jié)構(gòu)在傳動軸1旋轉(zhuǎn)時能夠與中間機閘的內(nèi)壁形成旋轉(zhuǎn)封閉。其中一個封閉壓力腔與前機閘6隔開，另一個封閉壓力腔與后機閘11隔開。兩個封閉壓力腔分別設(shè)置有進氣接頭9。在實際操作中，可通過進氣接頭9向兩個壓力腔中注入不同壓力的空氣形成壓力差，以使傳動軸1能夠根據(jù)壓力差進行軸向的預(yù)載調(diào)整。在本發(fā)明的一些實施例中，該注氣過程可連接遠程控制注氣設(shè)備，對注氣過程實現(xiàn)遠程控制。

在本實施例中，前軸承5支承在前彈性支承3上，后軸承12支承在后彈性支承13上。前彈性支承3固定于前機閘6上，后彈性支承13固定于后機閘11上，并分別在徑向形成擠壓油膜。其中，前彈性支承3通過螺栓與前機閘6固定，后彈性支承13通過螺栓固定在后機閘11上。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，前彈性支承3與前機閘6的固定、后彈性支承13與后機閘11的固定可以根據(jù)需要選擇其他的固定方式，如焊接或一體成型等，本實施例中的螺栓連接，僅為其中一個示例，并非用以限制本發(fā)明。此外，在本實施例中，后軸承12通過擋圈14和鎖緊螺母15固定在傳動軸1上，可進行鎖緊和防松。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實際需要選擇其他的方式，本發(fā)明并不以此為限。

在本實施例中，前機閘6和后機閘11設(shè)置有內(nèi)部油路和噴嘴，可通過這些結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對前軸承5和后軸承12的的潤滑，并通過前彈性支承3和后彈性支承13在徑向上形成擠壓油膜。

在本實施例中，傳動軸裝置還包括一第一密封環(huán)7和一第二密封環(huán)10。第一密封環(huán)7用以分隔開前機閘6和中間機閘8，第二密封環(huán)10用以分隔開中間機閘8和后機閘11。也即，第一密封環(huán)7將中間機閘8的一個封閉壓力腔與前機閘6上的前軸承5的油腔分隔開，第二密封環(huán)10將中間機閘8的另一個封閉壓力腔與后機閘11上的后軸承12的油腔分隔開。

在本實施例中，傳動軸1的盤狀結(jié)構(gòu)邊緣設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)，傳動軸1與第一密封環(huán)7對應(yīng)部分設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)，傳動軸1與所述第二密封環(huán)10對應(yīng)部分也設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)。即，中間機閘8的兩個封閉壓力腔采用篦齒結(jié)構(gòu)密封。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實際需要，選擇其他的結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)封閉。

在本實施例中，盤狀結(jié)構(gòu)的邊緣的篦齒結(jié)構(gòu)與中間機閘的內(nèi)壁的徑向間隙為0.15mm～0.3mm；傳動軸與第一密封環(huán)所對應(yīng)的設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)的部分與第一密封環(huán)的徑向間隙為0.15mm～0.3mm；傳動軸與第二密封環(huán)所對應(yīng)的設(shè)置為篦齒結(jié)構(gòu)的部分與第二密封環(huán)的徑向間隙為0.15mm～0.3mm。

在本實施例中，后機閘11還設(shè)置有端蓋16，端蓋16采用迷宮密封結(jié)構(gòu)，用于后軸承12的油腔的軸向密封。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實際需要選擇其他的密封結(jié)構(gòu)，本發(fā)明并不以此為限。

在本實施例中，前機閘6還設(shè)置有一調(diào)整墊17。鎖緊螺母4將齒輪2固定于傳動軸1后，可通過調(diào)整墊7調(diào)整齒輪2與試驗件連接時的齒隙。

本實施例中，傳動軸1為實心軸體，在一些實施例中，傳動軸1也可為多層軸體或空心軸體，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需要進行選擇，本發(fā)明并不以此為限。

通過上述實施例的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員已可以了解，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：首先，本發(fā)明的轉(zhuǎn)動軸裝置中多處采用篦齒結(jié)構(gòu)，將傳動軸與機閘隔成幾個內(nèi)腔，可通過調(diào)節(jié)內(nèi)腔間的空氣壓差，實現(xiàn)軸承軸向預(yù)載，防止軸承高速輕載打滑；其次，傳動軸軸向具有一段盤狀結(jié)構(gòu)，可提供用于實現(xiàn)軸承軸向預(yù)載的受力面積；再次，本發(fā)明采用彈性支承，以形成擠壓油膜進而形成阻尼，并可通過調(diào)整彈性支承的剛度模擬試驗件在發(fā)動機上的支承剛度；并且，本發(fā)明的一些實施例中，可以通過遠程調(diào)節(jié)供氣系統(tǒng)控制閥的節(jié)流直徑，調(diào)節(jié)密封腔篦齒兩端壓差，自動調(diào)節(jié)密封效果。由此，實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速下高速傳動軸系平穩(wěn)、可靠的運行，模擬了試驗件在發(fā)動機上的支承、潤滑等真實工況。軸承腔油路密封可靠。

以上為本發(fā)明所提供的傳動軸裝置的一些實施例，通過實施例的說明，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的技術(shù)方案及其運作原理。然而以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明加以限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需求對本發(fā)明所提供技術(shù)方案進行適當(dāng)修改，所做修改及等效變換均不脫離本發(fā)明所要求保護的范圍。本發(fā)明所要求保護的權(quán)利范圍，當(dāng)以所附的權(quán)利要求書為準(zhǔn)。